网络服务质量技术研究

摘要： 文章简述了在网络上实现服务质量的现状和解决方案，分析和总结了服务质量保证的关键技术的原理和特点，最后展望了网络服务质量技术的发展。

Abstract： This article describes the present situation and solutions of the network Qos, analyzes and summarizes the principles and characteristics of several key technologies about the quality of services, we look forward to the network quality of service technology finally.

关键词： 服务质量(Qos)；集成服务；区分服务；资源预留

Key words： quality of service；IntServ；DiffServ；resource reservation

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）34-0184-01

0引言

随着通信技术和Internet的快速发展，网络会议、视频点播、远程教学、资源下载等大量实时服务在网络上被广泛应用，需要占用大量网络带宽，而且不同业务流对Qos有着不同的要求，这都迫切要求网络传输能提供服务质量保证。因此，如何保障网络的服务质量是一个重要的研究领域。

1网络服务质量的提出

20 世纪80年代初期，Seitz和Wortendyke等人在研究 APPANET中的 X.25 通信时提出基于用户的性能评价问题，这是关于QoS研究的最早文献；1997年9月，IETF(Internet工程任务组)制定了有关网络QoS定义与服务的一系列RFC标准，定义Qos为网络在传输数据流时要满足的一系列服务要求。由于Internet建立在TCP/IP协议族的基础上，IP协议采用尽力而为的工作方式，报文无优先级之分，当大量报文同时需要处理时易造成网络延迟、丢包等情况。这就要求针对不同级别的要求，对网络资源采用不同的分配和调度策略，尽可能满足各种应用的要求[1]。

2Qos服务质量主要技术分析

2.1 Qos的主要性能参数实际上，Qos问题主要是由网络对业务性能要求的支持能力不足引起的。QoS保证就是通过对网络资源进行合理安排，确保网络满足各项业务的要求，目的是为各种业务流(如数据、图像、多媒体等)提供可靠的端到端Qos保证。用来保证Qos的性能参数包括：①可用性，指用户到IP业务之间连接的可靠性；②延迟，指IP包从网络入口点到达出口点所需的传输时间间隔；③延迟抖动，指在同一条路径上发送的一组数据流中数据包之间的时间差异；④丢包率，指IP包在网络节点之间传输时丢失的IP包数与己发送的IP包总数的比值；⑤吞吐量，指网络中IP包的传输速率。

2.2 典型网络服务质量的模型服务质量模型是网络服务性能的综合体现。在实现QoS保证的机制上，不同的国际组织和团体提出了不同的控制机制和策略，如ISO提出了基于ODP分布式环境的QoS控制；ATM论坛提出了QoS控制策略和实现；IETF也提出的集成服务模型，区分业务模型，多协议标签交换，流量工程[2]等。目前，网络QoS的典型模型有：尽力而为服务(Best effort Service)、集成服务和区分服务，使用不同的服务模型可以完成网络承载业务不同的QoS保障。

传统的IP网络采取尽力而为的处理原则，对数据的处理就是公平竞争，处理方式简单，网络资源利用率高，不利于运营管理，因而提出了集成服务模型。

集成服务是针对流的，支持三种流类型：保证服务，控制负荷，尽力而为的服务。其基本思想就是采用资源预留协议为业务流保留带宽，预留网络资源来实现Qos保障。RSVP的工作过程是：当需要在一条路径上预留带宽资源时，发送端在发送数据前先向接收方发送路径消息，接收端收到消息后发送一个资源预留请求类别的RESV消息，为该数据请求资源，沿途的每个路由器采用输入控制过程，决定是否接受该请求。如果该请求被拒绝，路由器给接收方发送一个出错信息，终止端信令处理过程：否则，路由器为该数据流分配所请求的资源。集成服务能预留所需资源，提供端到端的服务质量保证，但其复杂度高、开销大、可扩展性较差，实现复杂而不能满足QoS的要求。

目前，区分服务模型已经成为解决 IP 网络服务质量问题的主要模型。区分服务使用分组标记和按类排队的方法，定义一组数量较小的服务类型和优先级，在网络的边缘对所有分组进行分类，并标记每个分组所属的服务类型，对不同种类的报文设置不同的优先级，优先级高的应用报文优先得到服务。其工作方式是：对到达的数据包根据业务流的Qos要求进行分类并使用区分服务码点进行标记，复杂的业务流在网络的边缘路由器中进行，逐跳转发等简单功能则在核心路由器中完成。在区分服务中，不同级别的分组得到不同级别的服务，很好地适应了IP网络的特点，实现简单且具有很强的可扩展。

2.3 服务质量技术的发展随着网络的快速发展，网络承载的业务类型呈现出多样化的发展趋势。在实际应用中,我们可以组合运用各种管理手段和服务质量技术，综合实现网络的QoS。比如文献3利用MPLS技术来解决服务质量问题；文献4对可重构网络体系结构提出了一个确保可重构网络服务质量的方法。文献5提出了一种将QosR与MPLS+DiffServ相结合的综合服务质量模型。

事实上，如何充分利用网络特征，设计面向应用问题的体系结构，研究下一代网络的服务质量及策略、流量工程、多协议标签交换等技术，都将是未来Qos研究的趋势。

3结束语

目前，有关Qos保证技术问题的研究仍处于不断的发展和完善中。本文分析了现有网络服务质量的特点和现状，提出有效地结合各种Qos技术更好地发挥各自不同的优势，改进网络服务质量。

参考文献：

[1]林闯，单志广，任丰原.计算机网络的服务质量[M].北京:清华大学出版社，2004.

[2]S. Blake, D. Black, M. Carlson, E. Davies, Z. Wang, W. Weiss. An architecture for differentiated services. IETF, RFC 2475, 1998,12.

[3]李刚健，段锦.基于MPLS的网络服务质量分析.长春理工大学学报，2006，29（2）:80-83.

[4]刘强，王斌强，韩振昊.基于可重构网络的服务质量研究.信息工程大学学报，2009，10（1）:64-67.

[5]夏利，关少颖，赵娟，王光兴.一种新的IP网络服务质量模型. 东北大学学报，2005，26（4）:230-233.